AKADEMIA GÓRNICZO - HUTNICZA

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki

Badania operacyjne i eksploatacyjne

Projekt nr 1

PLAN BADAŃ EKSPLOATACYJNYCH

yyyy

Rok II MiBM

grupa 7A

rok akad. 2009/2010

Plan badań eksploatacyjnych

bijaków stalowych obrobionych elektroiskrowo

1. Cel badań eksploatacyjnych

• Analiza odporności na zużycie

• Ocena własności eksploatacyjnych

• Wyciągniecie wniosków eksploatacyjnych celem zapobiegania awariom, poprzez dalsze udoskonalenie konstrukcji i technologii wytwarzania bijaków

2. Charakterystyka badanego obiektu

Badanymi elementami będą bijaki stalowe z powłoka pracujące w młynie młotkowym odpadów papierowych, wykonane ze stali C45. Porównano bijaki z powłoką naniesiona elektroiskrowo i bez powłoki. Nanoszone były one przy pomocy urządzenia EIL-8A, natomiast elektrodę roboczą stanowił węglik spiekany WC-Co.

Rysunek 1. Widok wnętrza młyna do mielenia makulatury: 1. Sito 2. Wał główny 3. Sworznie mocujące bijaki 4. Bijaki

Na Rysunku 3 przedstawiono widoki powierzchni roboczych bijaków.

Rysunek 2. Przykładowy nieużyty bijak przed nałożeniem powłoki                WC-Co

Rys. 3. Powierzchnia robocza bijaka (pow. 20x):

a) przed nałożeniem powłoki elektroiskrowej, b) z naniesioną elektroiskrowo powłoką WC-Co, c) z naniesioną elektroiskrowo powłoką WC-Co po pracy w młynie, d) bez naniesionej elektroiskrowo powłoki po pracy w młynie

3. Przedmiot badania

Przedmiotem badania będzie waga stalowych bijaków młyna młotkowego po określonym okresie pracy (ok. 250h).

4. Wybór elementów do badania i sprawdzenie losowości

Do badania sposobem losowym wybrano 22 bijaki. Jedenaście próbek do naniesienia powłoki obróbką elektroiskrową i jedenaście próbek bez nanoszenia powłoki.

Należy sprawdzić losowość wyboru. Przeprowadzono test serii, w którym linią podziału była mediana.

1. Próbki z powłoką WC-Co

Nr próbki	Masa przed pracą [g]
1	927,77
2	957,62
3	959,45
4	956,52
5	967,72
6	950,27
7	926,8
8	953,83
9	962,38
10	948,41
11	954,84

Tabela 1. Masa próbek obrobionych elektroiskrowo przed rozpoczęciem pracy

Wartości ustawione w ciąg niemalejący:

N7,N1,N10,N6,N8,N11,N4,N2,N3,N9,N5

Medianą jest wartość N11=954,84[g]=m

Odrzucam wyraz środkowy - medianę i przypisuję wartościom Ni:

„A” jeżeli Ni<m

„B” jeżeli Ni>m

Ustawiam otrzymane wartości w kolejności otrzymywania:

ABBBBAAABA

Wyznaczam liczbę serii q, będącą liczbą podciągów złożonych z kolejnych elementów A lub B występujących w powyższym ciągu.

q=5

Dla przyjętego poziomu istotności
i
z tablic statystycznych odczytuję wartości krytyczne:

i

Warunek jest spełniony, dobór próbek możemy uznać za losowy.

2. Próbki bez powłoki WC-Co

Nr próbki	Masa przed pracą [g]
1	928,82
2	954,34
3	939,33
4	950,58
5	963,78
6	927,25
7	935,8
8	951,92
9	945,32
10	956,63
11	936,45

Tabela 1. Masa próbek nieobrobionych elektroiskrowo przed rozpoczęciem pracy

Wartości ustawione w ciąg niemalejący:

N6,N1,N7,N11,N3,N9,N4,N8,N2,N10,N5

Medianą jest wartość N9=945,32[g]=m

Odrzucam wyraz środkowy - medianę i przypisuję wartościom Ni:

„A” jeżeli Ni<m

„B” jeżeli Ni>m

Ustawiam otrzymane wartości w kolejności otrzymywania:

ABABBAABBA

Wyznaczam liczbę serii q, będącą liczbą podciągów złożonych z kolejnych elementów A lub B występujących w powyższym ciągu.

q=7

Dla przyjętego poziomu istotności
i
z tablic statystycznych odczytuję wartości krytyczne:

i

Warunek jest spełniony, dobór próbek możemy uznać za losowy.

5. Warunki badania

W pierwszej kolejności wszystkie próbki zważono. Następnie, dwadzieścia dwa bijaki zamontowano w młynie młotkowym (rys. 1) w firmie EKOFIBER. Wszystkie bijaki zostały symetrycznie rozmieszczone na wale roboczym młyna i pracowały przez około 250 godzin.

6. Wyniki badań

W tabelach 3 i 4 przedstawiono wyniki pomiarów wagi bijaków po okresie pracy oraz ubytki masy.

Nr próbki	Masa przed pracą [g]		Masa po okresie pracy [g]	Ubytek masy [g]
1	927,77		927,66	0,110
2	957,62		957,21	0,410
3	959,45		958,98	0,470
4	956,52		955,97	0,550
5	967,72		967,47	0,250
6	950,27		949,98	0,290
7	926,8		926,44	0,360
8	953,83		953,71	0,120
9	962,38		962,06	0,320
10	948,41		948,00	0,410
11	954,84		954,48	0,360
		średnia		0,332

Tabela 3. Wyniki badań dla próbek z powłoką WC-Co

Nr próbki	Masa przed pracą [g]		Masa po okresie pracy [g]	Ubytek masy [g]
1	928,82		928,59	0,230
2	954,34		953,74	0,600
3	939,33		938,71	0,620
4	950,58		949,85	0,730
5	963,78		963,13	0,650
6	927,25		926,89	0,360
7	935,8		935,45	0,350
8	951,92		951,66	0,260
9	945,32		944,78	0,540
10	956,63		956,22	0,410
11	936,45		936,16	0,290
		średnia		0,458

Tabela 4. Wyniki badań dla próbek bez powłoki

7. Wnioski

Straty materiału bijaków bez powłoki były większe średnio o 126g. Przeprowadzone w rzeczywistych warunkach pracy badania odporności na zużycie bijaków stalowych wykazały wzrost ich odporności na zużycie, z naniesioną powłoką WC-Co, w odniesieniu do bijaków bez powłoki.

Zastosowanie powłok znacznie poprawia własności eksploatacyjne bijaków, z uwagi na przewidywane wydłużenie czasu użytkowania.

Pozytywne wyniki badań wskazują na dobry kierunek rozwoju prac koncepcyjnych i konstrukcyjnych. Zalecane jest kontynuowanie badań nad powłokami nakładanymi elektroiskrowo, z możliwością użycia materiałów innych niż zastosowane w przeprowadzonym badaniu.

2

---